Zellbiologie Kompakt: Aufbau, Organellen & Stoffwechsel
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Zelltheorie: Grundlagen und Prinzipien
- Jeder lebende Organismus ist eine Einheit, bestehend aus einer oder mehreren Zellen (strukturelle Einheit).
- Die kleinsten lebenden Organismen sind einzelne Zellen, und Zellen sind die strukturellen Einheiten vielzelliger Organismen.
- Alle Zellen stammen aus vorbestehenden Zellen.
Formen von Bakterien
- Bazillen (Stäbchenförmig)
- Kokken (Kugelförmig)
- Vibrionen (Kommataförmig)
- Spirochäten / Spirillen (Spiral- oder Schraubenförmig)
Zelltypen: Prokaryotische und Eukaryotische Zellen
Prokaryotische Zellen: Zellen ohne interne Membranen oder einen organisierten Zellkern (z.B. Bakterien).
Eukaryotische Zellen: Zellen mit internen Membranen und einem organisierten Zellkern.
Unterschiede zwischen Tier- und Pflanzenzellen
| Merkmal | Tierische Zelle | Pflanzliche Zelle |
|---|---|---|
| Zellwand | Fehlt | Vorhanden |
| Chloroplasten | Fehlen | Vorhanden |
| Zentriolen | Vorhanden | Fehlen |
Die Plasmamembran: Struktur und Funktion
Die Plasmamembran ist eine semipermeable Struktur, die das Zellinnere vom Extrazellulärraum trennt und den Stofftransport in und aus der Zelle reguliert.
Zellulärer Transportmechanismus
Passiver Transport (Diffusion): Bewegung von Molekülen von einem Bereich höherer Konzentration zu einem Bereich niedrigerer Konzentration, ohne Energieaufwand.
Osmose: Diffusion von Wasser durch eine semipermeable Membran von einem Bereich höherer Wasserkonzentration zu einem Bereich niedrigerer Wasserkonzentration.
Aktiver Transport (mit Energieaufwand):
- Membrantransporter (z.B. Na-K-Pumpe): Passage von Molekülen gegen den Konzentrationsgradienten.
- Endozytose: Aufnahme von Substanzen in die Zelle durch Vesikelbildung.
- Pinocytose (Aufnahme von Flüssigkeiten)
- Phagozytose (Aufnahme von Feststoffen)
- Exozytose: Abgabe von Substanzen aus der Zelle durch Membranvesikel.
Zellorganellen und ihre Funktionen
- Endoplasmatisches Retikulum (ER)
- Ein Netzwerk von Membrankanälen, das Lipide (glattes ER) und Proteine (raues ER, mit Ribosomen) synthetisiert und transportiert.
- Golgi-Apparat
- Ein System aus Membransäcken und Vesikeln, das Proteine und Lipide modifiziert, sortiert und verpackt. Produziert Lysosomen, Peroxisomen und Glyoxysomen (in Pflanzenzellen).
- Vakuolen
- Membranumschlossene Vesikel zur Speicherung von Wasser, Nährstoffen oder Abfallprodukten.
- Lysosomen
- Vesikel, die Verdauungsenzyme enthalten und am zellulären Abbau beteiligt sind.
- Ribosomen
- Verantwortlich für die Proteinsynthese.
- Zentriolen
- Beteiligt an der Zellteilung (Mitose) bei tierischen Zellen.
- Zelluläre Energieversorgung
- Umfasst Prozesse, die der Zelle Energie für alle Aktivitäten liefern.
Autotrophe Zellen und Photosynthese
Autotrophe Zellen: Zellen, die ihre eigene Nahrung produzieren, z.B. durch Photosynthese in Chloroplasten. Die Zelle fängt Energie aus Sonnenlicht ein.
Zellstoffwechsel und Energieproduktion
Der Zellstoffwechsel ist die Gesamtheit der chemischen Reaktionen in einer Zelle, die der Energiegewinnung, dem Wachstum und der Erneuerung dienen.
Zellatmung: Energiegewinnung in Mitochondrien
Die Zellatmung ist der Hauptstoffwechselweg, durch den Zellen Energie in Form von ATP (Adenosintriphosphat) gewinnen. Findet hauptsächlich in den Mitochondrien statt.
Zelluläre Reaktionen auf Reize und Bewegung
Zellen nehmen Reize aus ihrer Umgebung wahr und reagieren darauf. Eine häufige Reaktion ist die Bewegung, die in zwei Haupttypen unterteilt werden kann:
- Amöboide Bewegung: Erfolgt durch die Bildung von Pseudopodien (Scheinfüßchen), die Ausstülpungen des Zytoplasmas und der Plasmamembran sind.
- Vibrationsbewegung (Geißel- und Zilienbewegung): Bewegung durch Zilien oder Geißeln.